(57)【要約】【課題】簡単な構成で、運動案内装置における移動体の移動抵抗をより小さくしまたは、より安定させることができる技術を提供する。【解決手段】移動ブロック１と、移動ブロック１を多数のボール５介して往復移動可能に支持する軌道レール３と、を備えた運動案内装置であって、互いに離間した２部材を有するとともに該２部材の間に非接触力である吸引力または反発力を発生させる非接触力発生手段をさらに備える。接触力発生手段における２部材のうち一方は、移動ブロック１に設けられた永久磁石６であり、非接触力発生手段の２部材のうち他方は、軌道レール３に設けられた磁性体部７である。永久磁石６と磁性体部７とは、軌道レール３に対する移動ブロック１の進行方向に対して平行な平面で互いに対向して配置される。【選択図】図２
2010255838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体と、
前記移動体を多数の転動体を介して往復移動可能に支持する案内部材と、
を備えた運動案内装置であって、
互いに離間した２部材を有するとともに該２部材の間に非接触力である吸引力または反発力を発生させる非接触力発生手段をさらに備え、
前記非接触力発生手段における２部材のうち一方は、前記移動体に設けられ、
前記非接触力発生手段の２部材のうち他方は、前記案内部材に設けられ、
前記非接触力発生手段の２部材は、前記案内部材に対する前記移動体の進行方向に対して平行な平面で互いに対向して配置されたことを特徴とする運動案内装置。
【請求項２】
前記非接触力発生手段における２部材のうち一方は、永久磁石からなる磁石部材であり、他方は、前記磁石部材から発生する磁力により該磁石部材の方向に吸引される被吸引部材であることを特徴とする請求項１に記載の運動案内装置。
【請求項３】
前記被吸引部材は、少なくとも残留磁化が鉄より小さい金属から形成されたことを特徴とする請求項２に記載の運動案内装置。
【請求項４】
前記残留磁化が鉄より小さい金属はパーマロイであることを特徴とする請求項３に記載の運動案内装置。
【請求項５】
前記磁石部材は、前記移動体の移動方向について、複数の永久磁石を異なる極の磁極が前記被吸引部材に対向して交互に並ぶように配置することで形成されたことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の運動案内装置。
【請求項６】
前記移動体と前記案内部材との間には、複数の前記転動体が直線状に並んだ転動体列が形成され、
前記磁石部材は、前記移動体の移動において、前記転動体列が前記移動体に対して相対移動した場合にも、該移動体と前記案内部材との間に前記転動体列が存在する領域に設けられたことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の運動案内装置。
【請求項７】
前記磁石部材と前記転動体との間には、前記磁石部材からの磁界が前記転動体を通過することを抑制する、少なくとも鉄より透磁率の低い材質から形成された磁界遮断部が設けられたことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の運動案内装置。
【請求項８】
前記磁石部材と前記磁界遮断部との間には、少なくとも透磁率が前記磁界遮断部より高い材質から形成されるコアが設けられたことを特徴とする請求項７に記載の運動案内装置。
【請求項９】
前記非接触力発生手段における２部材のうち一方は、エレクトレット素子からなり常時帯電している常時帯電部材であり、他方は、常時または一時的に帯電することで該常時帯電部材から発生する電界により吸引力または反発力を受ける帯電部材であることを特徴とする請求項１に記載の運動案内装置。
【請求項１０】
前記非接触力発生手段においては、複数の前記常時帯電部材と、複数の前記帯電部材とが、交互に層状に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の運動案内装置。
【請求項１１】
前記帯電部材はアクリル樹脂から形成されたことを特徴とする請求項９に記載の運動案内装置。
【請求項１２】
前記帯電部材はエレクトレット素子から形成されたことを特徴とする請求項９に記載の運動案内装置。
【請求項１３】
前記常時帯電部材は、前記移動体の移動方向について、複数のエレクトレット素子を異なる極に帯電した面が前記磁性体部に対向して交互に並ぶように配置することで形成されたことを特徴とする請求項９に記載の運動案内装置。
【請求項１４】
前記移動体と前記案内部材との間には、複数の前記転動体が直線状に並んだ転動体列が形成され、
前記常時帯電部材は、前記移動体の移動において、前記転動体列が前記移動体に対して相対移動した場合にも、該移動体と前記案内部材との間に前記転動体列が存在する領域に設けられたことを特徴とする請求項９から１３のいずれか一項に記載の運動案内装置。
【請求項１５】
前記案内部材が前記移動体を多数の転動体を介して往復移動可能に支持する際には、前記案内部材に設けられた複数の転走溝と前記移動体に設けられた複数の転走溝とによって、前記転動体の運動方向を前記案内部材に対する前記移動体の移動方向と平行方向に規制する複数の転走路が形成され、
前記複数の転走路には、
前記案内部材と前記移動体とが接近した際に前記案内部材に設けられた転走溝と前記移動体に設けられた転走溝とが前記転動体を隙間無く挟持するとともに、前記案内部材と前記移動体とが離反した際には前記案内部材に設けられた転走溝と前記移動体に設けられた転走溝とが前記転動体を隙間を有しつつ挟持する第１転走路と、
前記案内部材と前記移動体とが接近した際に前記案内部材に設けられた転走溝と前記移動体に設けられた転走溝とが前記転動体を隙間を有しつつ挟持するとともに、前記案内部材と前記移動体とが離反した際には前記案内部材に設けられた転走溝と前記移動体に設けられた転走溝とが前記転動体を隙間無く挟持する第２転走路と、
が含まれることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の運動案内装置。
【請求項１６】
前記隙間は、前記案内部材に設けられた転走溝または前記移動体に設けられた転走溝の表面粗さより大きいことを特徴とする請求項１５に記載の運動案内装置。
【請求項１７】
前記案内部材及び前記移動体に設けられた前記転走溝は、前記案内部材及び前記移動体に設けられた予備溝に、２本の丸棒を固定することで形成したことを特徴とする請求項１５または１６に記載の運動案内装置。
【請求項１８】
前記転走溝は、Ｖ溝であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の運動案内装置。
【請求項１９】
前記転走溝は、ゴシックアーチ溝であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の運動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、案内部材に対して、多数の転動体を介して移動体を支持し、該移動体を案内部材に沿って往復移動自在とした運動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械、組立て機械や測定器においてテーブルやプローブ等を精密かつ円滑に案内する手段として、近年は軌道レールに多数の転動体（例えばボールやローラ）を介してスライダを取り付けた運動案内装置が広く使用されている。
この運動案内装置は微弱力を測定する力覚センサなどにも適用可能であるが、このような用途に運動案内装置を適用する場合には、スライダがより微弱な力でより高い応答性を示すことが望ましい。従って、このような運動案内装置においては転動体の転がり抵抗は可及的に低く抑えられる必要がある。
これに関連して、軌道レールが強磁性体の軸受面を有し、スライダは軌道レールとの間で磁気回路を形成する永久磁石を含んだ強磁性のコア部材を有するリニアガイド装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、上記のように永久磁石を含むスライダと、強磁性体の軸受面を有する軌道レールによって運動案内装置を構成した場合には、磁気回路が複雑となり、スライダと軌道レールとを適切な力で吸引させ、転がり抵抗を適切な値に維持することが困難な場合があった。また、スライダの移動開始後に、スライダの移動とともに転がり抵抗が徐々に大きくなったり、転がり抵抗が大きくうねったりする現象が生じ、スライダの応答性を低下させてしまう場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような不都合を解決するためになされたものであり、その目的は、簡単な構成で、運動案内装置における移動体の移動抵抗をより小さくしまたは、より安定させることができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明では、運動案内装置において、互いに離間した２部材の間に非接触力である吸引力または反発力を発生させる非接触力発生手段を備えるようにした。そして、非接触力発生手段における２部材のうち一方は、運動案内装置の移動体に設けられ、他方は、前記案内部材に設けられるようにし、この非接触力発生手段の２部材は、案内部材に対する移動体の進行方向に対して平行な平面で互いに対向して配置されるようにした。
【０００７】
より詳しくは、移動体と、
前記移動体を多数の転動体を介して往復移動可能に支持する案内部材と、
を備えた運動案内装置であって、
互いに離間した２部材を有するとともに該２部材の間に非接触力である吸引力または反発力を発生させる非接触力発生手段をさらに備え、
前記非接触力発生手段における２部材のうち一方は、前記移動体に設けられ、
前記非接触力発生手段の２部材のうち他方は、前記案内部材に設けられ、  前記非接触力発生手段の２部材は、前記案内部材に対する前記移動体の進行方向に対して平行な平面で互いに対向して配置されたことを特徴とする。
【０００８】
これによれば、移動体と案内部材が、非接触力発生手段の２部材の間の非接触力によって互いに吸引または反発し、移動体と転動体の間及び、転動体と案内部材との間の密着性を向上させ、予圧を与えることが可能となる。
【０００９】
ここで、転動体としてボールを用いる従来の運動案内装置においては、予圧を与える方法として、移動体と案内部材との間に、両者の転走溝の距離よりも径の大きな転動体を介在させるオーバーサイズボール法が用いられる場合が多かった。このオーバーサイズボール法においては、移動体及び案内部材における転走溝の表面粗さやうねり、加工誤差（例えば平行度）などによって、ボールの転がり抵抗が大きく変動する場合があった。この傾向は、移動体を案内部材に対して低速で移動させる場合や、ボール径が小さな小型の運動案内装置の場合に特に顕著に現れた。
【００１０】
これに対し、本発明においては、予圧は、磁石部材と被吸引部材による非接触力発生手段の２部材の間に働く吸引力または反発力によって与えられているのみであるので、移動体と案内部材における転走溝の距離が、ボールの通過時に、転走溝の表面粗さやうねり、加工誤差（例えば平行度）などに応じて適切に変化する。従って、常に、案内部材と転動体あるいは、移動体と転動体との間に隙間が無い状態で運動案内装置を作動させることができる。従って、ボールの転がり抵抗の変化を抑制することができ、移動体の移動抵抗を安定化することができる。
【００１１】
さらに、本発明においては、非接触力発生手段の２部材は、案内部材に対する移動体の進行方向に対して平行な平面で互いに対向して配置されるようにした。これにより、非接触力発生手段の２部品の間の非接触力をより直接的に作用させることが可能となり、より効率よく吸引力または反発力を発生させることができる。また、非接触力発生手段の２部材の面積や形状に対する自由度を高めることができ、非接触力の大きさや、非接触力の及ぶ移動範囲などをより容易に設定することが可能となる。
【００１２】
なお、本発明において上記した課題を解決するための手段は、可能なかぎり組み合わせて用いることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡単な構成で、運動案内装置における移動体の移動抵抗をより小さくしまたは、より安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係る運動案内装置の外観斜視図である。
【図２】本発明の実施例１に係る運動案内装置のボール転走溝とボールとの関係を従来のオーバーサイズボール法と比較して示した図である。
【図３】従来の運動案内装置と本発明の実施例１に係る運動案内装置とにおける、ストロークと転がり抵抗値との関係を比較するための図である。
【図４】本発明の実施例２に係る運動案内装置のボール転走溝とボールとの関係を従来のオーバーサイズボール法と比較して示した図である。
【図５】本発明の実施例３に係る運動案内装置の三面図である。
【図６】本発明の実施例４における磁性体部の残留磁化の影響について説明するための図である。
【図７】本発明の実施例４における磁性体部を磁性ステンレスで形成した場合と、パーマロイＣで形成した場合における残留磁化の差について説明するためのＢ−Ｈ曲線である。
【図８】移動ブロックにおける永久磁石の配置と、移動抵抗の変化の例について示した図である。
【図９】本発明の実施例５に係る永久磁石の配置と、移動抵抗の変化について示した図である。
【図１０】本発明の実施例６に係る永久磁石の配置と、移動抵抗の変化について示した図である。
【図１１】本発明の実施例７に係る移動ブロック、永久磁石、磁性体部、コア及びプラスチック板の位置関係を説明するため図である。
【図１２】本発明の実施例８に係る永久磁石の配置について示した図である。
【図１３】本発明の実施例８に係る永久磁石の配置と、実施例５に係る永久磁石の配置とにおける、渦電流の発生の様子の相違について示した図である。
【図１４】本発明の実施例８に係る永久磁石の配置の他の例について示した図である。
【図１５】本発明の実施例９に係る運動案内装置の概略構成について示した図である。
【図１６】本発明の実施例９に係るエレクトレット素子の配置の他の例について示した図である。
【図１７】本発明の実施例１０に係る、エレクトレット素子の多層構造を採用した運動案内装置の概略構成について示した図である。
【図１８】本発明の実施例１０に係る、エレクトレット素子の多層構造の他の例について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る運動案内装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の実施例１に係る運動案内装置は直線運動案内装置であって、図１に示すように、案内部材としての軌道レール３と、この軌道レール３に沿って移動する移動体としての移動ブロック１とを備えている。そして、軌道レール３と移動ブロック１との間には、多数のボール（転動体）５が転動自在に設けられている。本実施例においては、球形状のボールホルダを有するケージ４でボール５が保持されている。
【００１７】
図１に示すように、軌道レール３は、断面略矩形に形成されている。軌道レール３の左右両側面３ａには、長手方向に沿って上下一対のボール転走溝３ｂ、３ｃが形成されている。移動ブロック１の移動方向に垂直な両端に設けられた袖部１ａには、軌道レール３のボール転走溝３ｂ、３ｃに対応する位置に長手方向に沿って、上下一対のボール転走溝１ｂ、１ｃが形成されている。
【００１８】
移動ブロック１の前後両端面にはストッパ２が取り付けられている。移動ブロック１が軌道レール３に沿って移動した際には、ボール５は、軌道レール３のボール転走溝３ｂ、３ｃと移動ブロック１のボール転走溝１ｂ、１ｃとの間で荷重を負荷しながら転動する。そして、ケージ４は、ボール５の回転に伴って移動ブロック１の半分の速度で移動する。ストッパ２は、移動ブロック１の移動によってケージ４が移動ブロック１の外側に出てしまうことを予防するものである。
【００１９】
ここで、従来の運動案内装置においては、移動ブロック１と軌道レール３との間のガタツキをなくし移動ブロック１の位置精度を高め剛性を高めるために、軌道レール３のボール転走溝３ｂ、３ｃと移動ブロック１のボール転走溝１ｂ、１ｃによって形成されるボー
ル５の通過空間（転走路）の径よりも径の大きなボール５を用いて予圧を与えること(オ
ーバーサイズボール法)が行われる場合があった。
【００２０】
しかしながら、このオーバーサイズボール法では、転がり抵抗が大きくなり、運動案内装置を微弱な力を測定するような目的に使用することが困難になる場合があった。また、オーバーサイズボール法では、ボール転走溝の表面粗さや平行度などの加工精度の影響により転がり抵抗が増減したり変動したりする場合があった。
【００２１】
これに対し、本実施例においては、軌道レール３のボール転走溝３ｂ、３ｃと移動ブロック１のボール転走溝１ｂ、１ｃとによって形成される転走路とボール５との間に隙間が生じ得るようにし、さらに、永久磁石を移動ブロック１または軌道レール３の何れかに取り付け、永久磁石の磁力によって予圧を付与することとした。
【００２２】
図２には、本実施例における運動案内装置の断面を模式的に表した概略図と、従来のオーバーサイズボール法による例を模式的に表した図を示す。図２（Ａ）に示すように、本実施例の運動案内装置においては、軌道レール３の底面には磁性体（例えば、磁性ステンレス）からなる板状の磁性体部７が設けられている。また、移動ブロック１において磁性体部７と対向する部分には、永久磁石６が、軌道レール３の両側において設置されている。本実施例においては、この永久磁石６と磁性体部７とは、軌道レール３に対する移動ブロック１の進行方向に平行な平面において互いに対向するように設けられている。この永久磁石６と磁性体部７とが互いに吸引し合うことで軌道レール３側に移動ブロック１が寄せられるようになっている。なお、本実施例において永久磁石６は磁石部材に相当し、磁性体部７は被吸引部材に相当する。
【００２３】
そして、本実施例においては、永久磁石６と磁性体部７とが互いに吸引し合うことで軌道レール３側に移動ブロック１が寄せられた状態では、図中上側のボール５とボール転走溝３ｃとの間に隙間Ｃが生じ、図中下側のボール５とボール転走溝１ｂ、３ｂとの間には隙間が生じないようになっている。このことで、移動ブロック１と軌道レール３とが近づく方向に関しては、図中下側のボール５とボール転走溝１ｂ、３ｂによって移動ブロック１と軌道レール３との相対位置が規制されている。
【００２４】
また、本実施例においては、例えば図２（Ａ）に示す移動ブロック１が、永久磁石６と磁性体部７との間の吸引力に反して軌道レール３と離反する方向に移動した場合には、ボール転走溝１ｂとボール５との間に隙間が生じ、ボール５とボール転走溝１ｃ、３ｃとの間には隙間が生じないようになっている。そして、移動ブロック１と軌道レール３とが離れる方向に関しては、ボール５とボール転走溝１ｃ、３ｃによって移動ブロック１と軌道レール３との相対位置が規制される。すなわち、その上記の２つの状態の間で、移動ブロック１と軌道レール３とは進行方向と交差する方向に相対移動可能となっている。
【００２５】
それに対し、図２（Ｂ）に示す、従来のオーバーボールサイズ法による運動案内装置では、常にボール５と、いずれのボール転走溝との間にも隙間は生じない。
【００２６】
上記のように、本実施例においては、常にボール５と、ボール転走溝１ｂ、１ｃ、３ｂ、３ｃのいずれかとの間に隙間が生じ得る構成とした上で、永久磁石６と磁性体部７との間の吸引力により予圧を付与する構成とした。これにより、移動ブロック１と軌道レール３側との間に常に予圧を付与することができ、移動ブロック１の移動抵抗のバラツキを抑制することができる。なお、本実施例におけるボール転走溝１ｂ、１ｃ、３ｂ、３ｃはサーキュラーアーク溝となっている。
【００２７】
また、ボール転走溝１ｂ、１ｃ、３ｂ、３ｃの表面に凹凸があったり、平行度など加工
誤差が大きくなったりした場合にも、上記隙間によって表面の凹凸や加工誤差を吸収することが可能になる。その結果、ボール転走溝１ｂ、１ｃ、３ｂ、３ｃの表面粗さや平行度など加工誤差が大きくなった場合にも、移動ブロック１と軌道レール３との間の予圧が増減したり変動したりすることを抑制でき、移動抵抗をより小さくし、あるいはより安定させることが可能となる。
【００２８】
さらに、本実施例においては、永久磁石６と磁性体部７とを、軌道レール３に対する移動ブロック１の進行方向に平行な平面において互いに対向するように設けたので、永久磁石６からの磁界が形成する磁気回路をより単純化することができ、永久磁石６と磁性体部７との間の吸引力をより管理し易くすることができる。より具体的には、例えば、永久磁石６と磁性体部７との間の空間の磁界強度の分布は略均一となるので、より精度よく磁界の強度の測定が可能となる。また、永久磁石６及び磁性体部７の面積を変更することで、より簡単に吸引力による予圧の調整をすることができる。
【００２９】
図３には、従来のオーバーサイズボール法による運動案内装置におけるストローク（移動ブロック１の移動距離）とボール５の転がり抵抗との関係と、本実施例における運動案内装置におけるストロークとボール５の転がり抵抗との関係とを示す。図３（Ａ）は従来のオーバーサイズ法による運動案内装置についてのグラフ、図３（Ｂ）は本実施例における運動案内装置についてのグラフである。
【００３０】
図３（Ａ）に示すように、オーバーサイズボール法を用いた場合には、転がり抵抗値の変動が大きい。これは、ボール５がボール転走溝１ｂ、１ｃ、３ｂ、３ｃの表面凹凸を乗り越える際にその転がり抵抗が局所的に増加することに起因する。また、オーバーサイズボール法を用いた場合には、転がり抵抗値の最大値と最小値の間の変動が大きい。これは、ボール転走溝１ｂ、１ｃ、３ｂ、３ｃの平行度などの加工誤差により、ボール転走溝とボールとの間の隙間（マイナス隙間を含む）がストロークに応じて変動することに起因する。なお、図３（Ａ）の例では、転がり抵抗値はストロークが増加するにつれて徐々に大きくなっているが、これは、ボール転走溝１ｂ、１ｃ、３ｂ、３ｃの加工誤差の状況によって変化する。すなわち、ストロークの増加につれて転がり抵抗値が減少することも考えられるし、うねりを生じる場合も考えられる。
【００３１】
一方、図３（Ｂ）に示す、本実施例における運動案内装置においては、転がり抵抗値の変動と、転がり抵抗値の最大値と最小値との間の変動との両方が小さくなっている。これは、ボール転走溝１ｂ、１ｃ、３ｂ、３ｃとボール５との間に隙間が生じ得る構成となっており、ボール転走溝１ｂ、１ｃ、３ｂ、３ｃの表面凹凸や加工誤差があった場合にも、隙間の範囲内で、ボール５と移動ブロック１とが永久磁石６と磁性体部７との間の吸引力に抗して可逆的に移動することで、表面の凹凸や加工誤差を吸収するからである。
【００３２】
なお、本実施例において、ボール転走溝１ｂと３ｂで形成される転走路は第１転走路に相当し、ボール転走溝１ｃと３ｃで形成される転走路は第２転走路に相当する。また、本実施例において、永久磁石６と磁性体部７とは、非接触力発生手段を構成する。そして、永久磁石６と磁性体部７とは非接触力発生手段において互いに離間した２部材に相当する。さらに、永久磁石６と磁性体部７との間に発生する吸引力は本実施例において非接触力である。
【実施例２】
【００３３】
上記の実施例１においては、軌道レール３が４条のボール５の列によって移動ブロック１を支持しており、ボール転走溝１ｂ、１ｃ、３ｂ、３ｃはサーキュラーアーク溝である例について説明した。しかし本発明の運動案内装置は上記の構成に限られない。例えば、軌道レール１３が移動ブロック１１を２条のボール１５の列によって支持するようにして
もよい。この場合は、ボール転走溝はゴシックアーチ溝であってもよいし、Ｖ溝であってもよい。
【００３４】
図４には、この場合の運動案内装置の断面を模式的に表した概略図と、従来のオーバーサイズボール法による例を模式的に表した図とを示す。図４（Ａ）に示すように、本実施例の運動案内装置においては、軌道レール１３は２条のボール１５の列を介して移動ブロック１１を支持している。２条のボール１５の列は、軌道レール１３及び移動ブロック１１に各々２箇所ずつ設けられたゴシックアーチ溝であるボール転走溝１１ｂ、１３ｂによって運動方向が規制されている。なお、ボール転走溝１１ｂは、転動面１１０ａ、１１０ｂから構成され、ボール転走溝１３ｂは、転動面１３０ａ、１３０ｂから構成されている。
【００３５】
また、軌道レール１３の底面には磁性体（例えば、磁性ステンレス）からなる板状の磁性体部１７が設けられている。また、移動ブロック１１において磁性体部１７と対向する部分には、永久磁石１６が、軌道レール１３の両側において設けられている。本実施例においても、この永久磁石１６と磁性体部１７とは、軌道レール１３に対する移動ブロック１１の進行方向に平行な平面において互いに対向するように設けられている。本実施例において、永久磁石１６と磁性体部１７とが互いに吸引することで軌道レール１３側に移動ブロック１１が寄せられた状態では、ボール１５とボール転走溝１３ｂの転動面１３０ａとの間に隙間が生じ、同様にボール１５とボール転走溝１１ｂの転動面１１０ｂとの間に隙間が生じるようになっている。
【００３６】
また、本実施例において、図４（Ａ）に示す移動ブロック１１が、永久磁石１６と磁性体部１７との間の吸引力に反して軌道レール１３と離反する方向に移動した場合には、ボール１５とボール転走溝１３ｂの転動面１３０ｂとの間に隙間が生じ、同様にボール１５とボール転走溝１１ｂの転動面１１０ａとの間に隙間が生じるようになっている。
【００３７】
それに対し、図４（Ｂ）に示す、従来のオーバーボールサイズ法による運動案内装置では、常にボール１５と、ボール転走溝１１ｂ、１３ｂにおける転動面１１０ａ、１１０ｂ、１３０ａ、１３０ｂのいずれとの間にも隙間は生じない。
【００３８】
上記のように、本実施例においては、常にボール１５と、ボール転走溝１１ｂ、１３ｂにおける転動面１１０ａ、１１０ｂ、１３０ａ、１３０ｂいずれかとの間に隙間が生じ得る構成とした上で、永久磁石１６と磁性体部１７との間の吸引力により予圧を付与している。従って、転動面１１０ａ、１１０ｂ、１３０ａ、１３０ｂの表面に凹凸があったり、平行度など加工誤差が大きくなったりした場合にも、上記隙間によって表面の凹凸や加工誤差を吸収することが可能になる。
【００３９】
その結果、移動ブロック１１の移動抵抗の、ボール転走溝１１ｂ、１３ｂの表面凹凸に起因する変動や、ボール転走溝１１ｂ、１３ｂの加工誤差に起因する増減を抑制することが可能となる。なお、本実施例において、転動面１１０ａと転動面１３０ｂで形成される転走路は第１転走路に相当し、転動面１１０ｂと１３０ａで形成される転走路は第２転走路に相当する。また、本実施例において、永久磁石１６と磁性体部１７とは、非接触力発生手段を構成する。そして、永久磁石１６と磁性体部１７とは非接触力発生手段において互いに離間した２部材に相当する。さらに、永久磁石１６と磁性体部１７との間に発生する吸引力は本実施例において非接触力である。
【実施例３】
【００４０】
上記の実施例においては、ボール転走溝とボールとの間に隙間を設け得る構造とすることにより、ボール転走溝の表面凹凸や加工誤差があった場合にも、移動ブロックの移動抵
抗が増加したり変動したりすることを抑制する例について説明した。しかしながら本発明においては、同等の効果を得るための構成を上記の構成に限定するものではない。
【００４１】
図５には、本発明に係る運動案内装置の別の例についての三面図を示す。図５（Ａ）は運動案内装置の正面図、図５（Ｂ）は側方から見たＡ−Ａ断面図、図５（Ｃ）は下方から見たＢ−Ｂ断面図である。この例においては、軌道レール２３が、ボール２５を介して移動ブロック２１を支持している。移動ブロック２１においては、水平な底面を有し断面矩形のボール転走溝２１ｂが設けられており、軌道レール２３にも水平な底面を有し断面矩形のボール転走溝２３ｂが設けられている。また、ボール転走溝２１ｂ及び２３ｂの底面角部には、円柱形の転動補助レール２１０ａ、２１０ｂ、２３０ａ、２３０ｂが、ボール転走溝２１ｂ及び２３ｂにおける、移動ブロック２１の進行方向全域に設けられている。また、ボール２５は、水平に設けられた板状のケージ２４によって４つずつ保持されている。ここで、ボール転走溝２１ｂ、２３ｂは、本実施例において予備溝に相当する。また、転動補助レール２１０ａ、２１０ｂ、２３０ａ、２３０ｂは丸棒に相当する。
【００４２】
本実施例においては、移動ブロック２１には永久磁石２６が設けられている。この永久磁石２６は移動ブロック２１の幅方向の中央に、そして、移動ブロック２１の長さ方向の全域に設けられている。また、永久磁石２６における側面と上面は高透磁率材（パーマロイ、電磁鋼板など）からなるヨーク２６ａで囲まれている。同様に、軌道レール２３には永久磁石２７が、軌道レール２３の幅方向、長さ方向の両方について中央部に設けられている。また、この永久磁石２７の下面及び側面は高透磁率材（パーマロイ、電磁鋼板など）からなるヨーク２７ａで囲まれている。なお、永久磁石２６及び２７は、異なる極性どうしが対向するように配置されている。
【００４３】
本実施例においては、移動ブロック２１と軌道レール２３とを永久磁石どうしで吸引することで予圧を付与している。すなわち、本実施例における被吸引部材は磁石部材と逆極性の永久磁石からなる。さらに、各々の永久磁石２６、２７にはヨーク２６ａ、２７ａが備えられているので、より効率よく磁気回路を形成でき、より効率よく強力な予圧を付与することができる。また、転動補助レール２１０ａ、２１０ｂ、２３０ａ、２３０ｂの表面に凹凸がある場合や、ボール転走溝２１ｂ、２３ｂの加工誤差があった場合には、永久磁石２６、２７の吸引力と自重に抗して移動ブロック２１が軌道レール２３から離れる方向に移動するので、移動ブロック２１の移動抵抗の増大を抑制することができ、また安定させることができる。
【００４４】
また、本実施例において、永久磁石２６及び永久磁石２７とは、非接触力発生手段を構成する。そして、永久磁石２６及び永久磁石２７とは非接触力発生手段において互いに離間した２部材に相当する。さらに、永久磁石２６及び永久磁石２７との間に発生する吸引力は本実施例において非接触力である。
【実施例４】
【００４５】
次に、実施例４について説明する。本実施例においては、磁性体部の材質を特に残留磁化の小さい材質にすることにより、移動ブロックの移動抵抗をより安定させる例について説明する。本実施例における運動案内装置は概略、実施例１で説明した図１及び図２に示したものと同等である。以下、図１及び図２との相違点についてのみ説明し、図１及び図２と同等の構成については同じ符号を用いるとともに説明は省略する。
【００４６】
図２で示した運動案内装置においては、磁性体部７として例えば磁性ステンレスを用いていた。その場合、移動ブロック１の移動開始時の移動抵抗はステップ状に増加するのではなく、徐々に大きな値まで増加してしまう現象が見られることがあった。
【００４７】
これに関し、発明者の鋭意研究により、移動ブロック１の移動開始時の移動抵抗の増大は、磁性体部７が残留磁化により磁石化し、移動し始めた移動ブロック１に対し、上記の磁石化した磁性体部７と永久磁石６との間の強い吸引力が作用し、移動ブロック１に移動前の位置に引き戻す力が働くことに起因していることが明らかになってきた。
【００４８】
図６は、磁性体部７の磁化の影響を説明するための図である。図６（Ａ）は移動ブロック１の移動前の状態、図６（Ｂ）は移動ブロック１が移動を開始した直後の状態を示す。なお、図６においては、永久磁石６は、移動ブロック１の前後方向に逆極性のものを２個設けた例について示している。図６（Ａ）に示すように、移動ブロック１が静止した状態においては、永久磁石６の直下に最も強い磁界が作用するため、磁性体部７における各々の永久磁石６の直下の部分は、永久磁石６における磁性体部７と対向する磁極と逆極性に磁化される。
【００４９】
そして、図６（Ｂ）に示すように、移動ブロック１が移動を開始しΔＬＢだけ移動した場合には、残留磁化の影響で、磁性体部７における磁化部分７ａは、移動ブロック１の移動に遅れてΔＬＭだけ移動する。そして、通常はΔＬＢ＞ΔＬＭとなるので、永久磁石６と磁化部分７ａとの間に吸引力が作用し、移動ブロック１には、移動前の位置に戻そうとする力が作用する。これが、移動ブロック１の移動開始時における移動抵抗の増大の原因となっている。
【００５０】
これに対し、本実施例では、磁性体部７の材質として特に残留磁化の少ないパーマロイＣを用いることとした。図７には、実施例１で磁性体部７の材質として用いた磁性ステンレスと、本実施例において磁性体部７に用いたパーマロイＣのＢ−Ｈ曲線を示す。図中、残留磁化は、一旦永久磁石６によって磁界を作用させた後に、磁界を除去した場合に材質中に残留する磁化Ｂｒとして示される。実施例１において用いられた磁性ステンレスに対し、パーマロイＣは残留磁化Ｂｒが小さいことが分かる。
【００５１】
このように、本実施例においては、磁性体部７の材質として特に残留磁化の少ないパーマロイＣを選定したことにより、移動ブロック１の移動開始時における移動抵抗の傾きと増大とを抑制することが可能となった。
【００５２】
なお、本実施例においては磁性体部７の材質としてパーマロイＣを用いたが、残留磁化の小さい材質であれば、他の種類のパーマロイや、電磁鋼板、珪素鉄、鉄−コバルト合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金などを用いてもよい。また、本実施例においては、磁性体部７を、少なくとも鉄より残留磁化の小さい金属で形成することで、移動ブロック１の移動開始時に、移動ブロック１の移動が妨げられることを抑制でき、移動ブロック１の移動抵抗を低下させ、安定化することができる。残留磁化が８００Ａ／ｍ以下の金属により磁性体部７を形成することで、より確実に上記の効果を得ることができる。
【実施例５】
【００５３】
次に、実施例５について説明する。本実施例においては、永久磁石の並びを変更することにより、移動ブロックの移動抵抗をより安定させる例について説明する。本実施例における磁石部材以外の運動案内装置は、実施例１で説明したものと同等である。以下、図１及び図２と同等の構成については同じ符号を用いるとともに説明は省略する。
【００５４】
まず、本発明の運動案内装置において、図８（Ｂ）に示すように、永久磁石６として、移動ブロック１の長さと略同じ長さの長方形のものを、軌道レール３を挟んで各一枚備える場合について考える。その場合、図８（Ａ）のグラフに示すように、移動ブロック１の移動とともに、移動ブロック１の移動抵抗が増大していく現象が見られることがあった。
【００５５】
これに関し、発明者の鋭意研究により、移動ブロック１の移動に伴う移動抵抗の増加傾向は、前述した磁性体部７の残留磁化の影響の他に、永久磁石６と磁性体部７で形成される磁気回路における磁界がボール５など、運動案内装置の機構に及び、移動ブロック１の円滑な移動を妨げていることに起因していることが分かってきた。
【００５６】
これに対し、本実施例では、永久磁石６を、軌道レール３を挟んで移動ブロック１の両方の袖部に１枚ずつの永久磁石６を備えるのでなく、図９（Ｂ）に示すように、移動ブロック１の片側の袖部にそれぞれ５枚の略正方形の永久磁石を、異なる磁極が交互に現れるように並べて形成することとした。
【００５７】
これにより、図９（Ｃ）に示すように、隣り合う永久磁石６どうしで磁気回路が閉じるようにでき、永久磁石６からの磁界が永久磁石６の近傍に集中して分布するようにできる。そうすると、永久磁石６からの磁界がボール５など、運動案内装置の機構に及び、移動ブロック１の円滑な移動を妨げる不都合を抑制することができる。その結果、図９（Ａ）に実線で示すように、移動ブロック１の移動に伴う移動抵抗の増加を抑制することが可能となった。なお、本実施例においては移動ブロック１の片側５枚、両側１０枚の永久磁石６によって磁石部材が形成されていることとなる。
【実施例６】
【００５８】
次に、実施例６について説明する。本実施例においては、永久磁石の並びを変更することにより、移動ブロックの移動抵抗をより安定させる例において、さらに、移動ブロックにおける永久磁石の数及び配置を変更することにより、移動ブロックに生じるモーメントを抑制する例について説明する。以下、実施例５との相違点についてのみ説明し、図１及び図２と同等の構成については同じ符号を用いるとともに説明は省略する。
【００５９】
実施例５（図９）で示した運動案内装置においては、永久磁石６を、移動ブロック１の両側の袖部にそれぞれ５枚ずつの略正方形の永久磁石を、異なる磁極が交互に現れるように並べて形成した。これにより、図９（Ａ）に実線で示すように、移動ブロック１の移動に伴う移動抵抗の増加を抑制することが可能となった。
【００６０】
しかしながら、図９（Ａ）の実線のグラフ（図１０（Ａ）の点線のグラフ）から分かるように、実施例５の構成によれば、移動ブロック１の移動とともに、移動ブロック１の移動抵抗が一旦減少してさらに増加するといった不安定な挙動を示す場合があった。
【００６１】
これに関し、発明者の鋭意研究により、移動ブロック１の移動に伴い移動抵抗が一旦減少してさらに増加するといった不安定な挙動は、移動ブロック１に作用するモーメントの影響であることが分かってきた。
【００６２】
ここで、図１に示すように、本実施例の運動案内装置は、複数のボール５がケージ４に保持され、この状態で、移動ブロック１と軌道レール３との間に介在する所謂有限ストロークタイプの運動案内装置である。そして、この構成においては、軌道レール３に対して移動ブロック１が移動する際に、ケージ４に保持されたボール５は、移動ブロック１の半分の距離だけ移動することとなるため、移動ブロック１に対しても、その一端から他端にかけて相対移動する。
【００６３】
そうすると、移動ブロック１の位置によっては、ケージ４と複数のボール５は、移動ブロック１の進行方向について、移動ブロック１に対して偏った位置に存在することとなる。そうすると、例えば、ケージ４と複数のボール５とが、移動ブロック１の端部に偏って介在した状態で、移動ブロック１全体に永久磁石６と磁性体部７の間の吸引力が作用した場合には、ケージ４と複数のボール５とが介在しない部分にも吸引力が作用するため、移
動ブロック１にモーメントが働き、移動ブロック１が起動レール３に対して傾く場合がある。その状態では、移動ブロック１の移動抵抗が増加してしまう。
【００６４】
すなわち、ケージ４及び複数のボール５が移動ブロック１の中央部に位置する場合には移動ブロック１が傾かないため移動ブロック１の移動抵抗が小さく、ケージ４及び複数のボール５が移動ブロック１の端部に向かうにつれて、移動ブロック１が傾き移動抵抗が増加するといった現象が生じる。
【００６５】
そこで、本実施例においては、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示すように、永久磁石１の数を、実施例５における５個から３個に減少させ、移動ブロック１において、移動ブロック１の位置に拘らず、ケージ４と複数のボール５とが、移動ブロック１と軌道レール３との間に存在する領域にのみ設けるようにした。
【００６６】
そうすれば、永久磁石６と磁性体部７との間に吸引力が作用したとしても移動ブロック１にモーメントが生じることを抑制でき、移動ブロック１が軌道レール３に対して傾き、移動抵抗が増加することを抑制できる。その結果、図１０（Ａ）に示すように、移動抵抗の不安定な変化を除去することができ、移動ブロック１の位置に拘らず、移動抵抗の値をより安定させることが可能となった。なお、本実施例においては移動ブロック１の片側３枚、両側６枚の永久磁石６によって磁石部材が形成されていることとなる。また、ケージ４に支持された複数のボール５は、本実施例において転動体列を構成する。
【実施例７】
【００６７】
次に、実施例７について説明する。本実施例においては、永久磁石に磁気回路の効率を上昇させるコアが備えられ、コアと移動ブロックとの間に透磁率の低い磁気遮断部が設けられた例について説明する。以下、本実施例と実施例６との相違点についてのみ説明し、図１及び図２と同等の構成については同じ符号を用いるとともに説明は省略する。
【００６８】
実施例６においては、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示すように、永久磁石６の数を３個に減少させ、移動ブロック１において、移動ブロック１の位置に拘らず、ケージ４と複数のボール５とが、移動ブロック１と軌道レール３との間に存在する領域にのみ設けるようにした。これにより、移動ブロック１の位置に依存する移動抵抗の不安定な変化を除去することができた。
【００６９】
ここで、実施例６においては、移動ブロック１の両側の袖部にそれぞれ３枚ずつの略正方形の永久磁石６を、異なる磁極が交互に現れるように並べた。従って、実施例６においても実施例５と同様に、隣り合う永久磁石６どうしで磁気回路が閉じるようにでき、磁界が永久磁石６の近傍に集中して分布するようにできるという効果を有している。
【００７０】
しかしながら、この状態でも、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、永久磁石６と磁性体部７との距離をより接近させた場合（例えば１．０ｍｍ→０．５ｍｍ）には、磁性体部７から永久磁石６側に戻る磁界強度も大きくなるため、永久磁石６からの磁界がボール５など、運動案内装置の機構に及ぶおそれが生じることがあった。
【００７１】
そこで、本実施例においては、図１１（Ｃ）に示すように、永久磁石６に磁性ステンレスより透磁率が高いパーマロイＣから形成されたコア６ａを設け、さらに、コア６ａと移動ブロック１との間には、透磁率の低い磁界遮断部としてのプラスチック板６ｂを設けることとした。具体的には３枚の永久磁石６をコア６ａに貼り付け、さらにプラスチック板６ｂを貼り付け、永久磁石６とコア６ａとプラスチック板６ｂとを移動ブロック１に貼り付ける。
【００７２】
これにより、永久磁石６から移動ブロック１側に発生させた磁界の大部分にコア６ａを通過させることが可能となり、永久磁石６と磁性体部７との距離が近づいた場合でも、磁界がボール５など、運動案内装置の機構に及ぶことを抑制でき、移動抵抗を安定化させることができる。なお、磁界遮断部は、鉄より透磁率の低い材質で形成されることが望ましいが、必ずしもプラスチックで形成される必要はない。また、コア６ａは、少なくとも磁界遮断部に用いられる材質より透磁率が高いことが望ましい。また、磁界遮断部とコア６ａの両方を備えることは必ずしも必要でなく、いずれか一方のみを備えるようにしてもよい。
【実施例８】
【００７３】
次に、実施例８について説明する。本実施例においては、永久磁石の並びを変更することにより、移動ブロックの特に高速動作時の移動抵抗をより安定させる例について説明する。本実施例における磁石部材以外の運動案内装置は、実施例１で説明したものと同等である。以下、図１及び図２と同等の構成については同じ符号を用いるとともに説明は省略する。
【００７４】
実施例５の記載において説明した図８（Ｂ）に示すように、永久磁石６として、移動ブロック１の長さと略同じ長さの長方形のものを、移動ブロック１において軌道レール３を挟んで両側の袖部１ａに各一枚備える場合について再考する。この場合は前述のように、永久磁石６と磁性体部７で形成される磁気回路における磁界がボール５など、運動案内装置の機構に及び、移動ブロック１の円滑な移動を妨げるおそれがある。
【００７５】
これに対し、図９（Ｂ）に示すように、移動ブロック１の片側の袖部１ａにそれぞれ５枚の略正方形の永久磁石を、異なる磁極が交互に現れるように並べて形成することで、図９（Ｃ）に示すように、隣り合う永久磁石６どうしで磁気回路が閉じるようにでき、永久磁石６からの磁界が永久磁石６の近傍に集中して分布するようにできる。これにより、永久磁石６からの磁界がボール５など、運動案内装置の機構に及び、移動ブロック１の円滑な移動を妨げる不都合を抑制することができる。
【００７６】
しかしながら、運動案内装置の移動ブロック１が特に高速で動く場合について考えると、図９（Ｂ）のような構成においても、磁性体部７における磁界変動が大きく、渦電流によるエネルギー損失が大きいために、移動ブロック１の円滑且つ安定した高速移動が困難になる場合があった。
【００７７】
そこで、本実施例においては、図１２に示すように、永久磁石６として、移動ブロック１の長さと略同じ長さの長方形のものを、軌道レール３を挟んで両側の袖部１ａに２枚ずつ備えるようにし、片側の袖部１ａに備えられた２枚の永久磁石６どうしは互いに異なる磁極が現れるようにした。
【００７８】
図１２（Ａ）は移動ブロック１を磁性体部７側から見た図、１２（Ｂ）は移動ブロック１の進行方向から見た正面図、１２（Ｃ）は移動ブロック１の進行方向に垂直な側面から見た側面図である。本実施例によれば、図１２（Ｂ）に示すように、隣り合う永久磁石６どうしで磁気回路が閉じるようにでき、永久磁石６からの磁界が永久磁石６の近傍に集中して分布するようにできる。これにより、永久磁石６からの磁界がボール５など、運動案内装置の機構に及び、移動ブロック１の円滑な移動を妨げる不都合を抑制することができる。
【００７９】
また、図１２（Ｃ）からも分かるように、本実施例によれば、移動ブロック１が移動する際の磁性体部７における磁界変動を抑えることができる。これについて図１３を用いて詳細に説明する。図１３（Ａ）に示すのは、図９（Ｂ）に示すような永久磁石６の並びを
採用した場合の磁性体部７における磁界変動による渦電流の発生の様子である。また、図１３（Ｂ）には本実施例における永久磁石６の並びを採用した場合について示す。
【００８０】
すなわち、図９（Ｂ）の永久磁石６の並びを採用した場合には、移動ブロック１の進行方向について異なる磁極が交互に現れるために、移動ブロック１が移動した際に磁性体部７で生じる磁界変動が激しく、渦電流が多くの場所で生じることとなる。この渦電流の発生により特に移動ブロック１が高速運動する際のエネルギー損失が大きくなってしまう。これに対して本実施例によれば、移動ブロック１が移動した際に磁性体部７で生じる磁界変動は、主に永久磁石６の前後に抑えられており、移動ブロック１が高速運動する際のエネルギー損失が抑えられる。
【００８１】
このように本実施例の構成によれば、永久磁石６と磁性体部７で形成される磁気回路における磁界がボール５など、運動案内装置の機構に及ぶことを抑制できるとともに、移動ブロック１が高速運動する際のエネルギー損失をも抑制することができる。従って、本実施例によれば、移動ブロック１の運動速度に拘らず、移動ブロック１の運動を効率的にし、安定化させることができる。
【００８２】
図１４には、永久磁石６として、移動ブロック１の長さの半分程度のものを、片側の袖部１ａに、移動ブロック１の進行方向に２列、移動ブロック１の進行方向に垂直方向に２列に合計４個並べて備え、対角線上に位置する永久磁石６どうしが同じ極となるように配置した場合について示す。
【００８３】
図１４（Ａ）は移動ブロック１を磁性体部７側から見た図、１４（Ｂ）は移動ブロック１の進行方向から見た正面図、１４（Ｃ）は移動ブロック１の進行方向に垂直な側面から見た側面図である。本実施例によっても、図１４（Ｂ）に示すように、隣り合う永久磁石６どうしで磁気回路が閉じるようにでき、永久磁石６からの磁界が永久磁石６の近傍に集中して分布するようにできる。また、図１４（Ｃ）に示すように、移動ブロック１が移動した際に磁性体部７で生じる磁界変動を、主に永久磁石６の前後及び中央に抑えることができ、移動ブロック１が高速運動する際のエネルギー損失を抑制することができる。
【実施例９】
【００８４】
次に、本発明における実施例９について説明する。本実施例においては、永久磁石の代わりに常時帯電部材としてのエレクトレット素子を用いて、移動ブロック１に予圧を作用させる例について説明する。図１５には、本実施例に係る運動案内装置の概略図を示す。図８（Ｂ）に示した運動案内装置の構成との相違点は、本実施例においては、永久磁石６の代わりに、移動ブロック１の長さと略同じ長さの長方形のエレクトレット素子８を、軌道レール３を挟んだ移動ブロック１の袖部１ａに各一枚備えるようにした点である。
【００８５】
ここで、エレクトレット素子８は、テフロン（登録商標）、ポリプロピレンなどを加熱溶融し、直流の高電圧を印加しつつ固化させたものであり、半永久的に帯電した状態が保持できる高分子材料である。また、エレクトレット素子は、例えば、一方の面を（例えば＋に）帯電させ反対側の面を逆極性（例えば−）に帯電させることも可能であるし、一方の面のみを（例えば＋に）帯電させ、反対側の面は逆極性（例えば−）に帯電させないことも可能である。エレクトレット素子自体については公知の技術であるので、これ以上の説明は省略する。
【００８６】
本実施例では、軌道レール３に固定され、エレクトレット素子８と対向する面には、磁性体部７ではなくアクリル材からなる帯電部材としての誘電体部９を配置するようにした。図１５（Ｃ）には、エレクトレット素子８及び誘電体部９の対向面付近の拡大図を示す。図に示されるように本実施例のエレクトレット素子８は＋に帯電されている。そうする
と、誘電体部９においてエレクトレット素子８と対向する面は分極により−に帯電する。そして、エレクトレット素子８と誘電体部９の各々異極に帯電し対向する面どうしには吸引力が働く。これにより、移動ブロック１には誘電体部９側（軌道レール３側）への予圧が与えられる。
【００８７】
このように、エレクトレット素子８と誘電体部９との間の静電的な吸引力により移動ブロック１に予圧を付与することで、外部から電気を供給する必要なくして電気的に予圧を発生させることが可能となる。また、本実施例では磁気ではなく静電気を利用するので、予圧のための磁界がボール５などの運動案内装置の機構に及び、移動ブロック１の円滑な移動を妨げる不都合を抑制することができる。
【００８８】
また、磁界の洩れを抑制できるので、運動案内装置を、磁気を計測に利用する計測器など磁気を嫌う用途に利用し易くすることができる。さらに、エレクトレット素子８では上述のように一面を正極に帯電させたからといって必ずしも反対側の面が負極に帯電するというものではない。従って、エレクトレット素子８の誘電体部９と対向する面と逆側の面の静電気が運動案内装置の動作に影響を及ぼすことを抑制できる。このことからエレクトレット素子８と誘電体部９の配置（移動ブロック１に予圧を与える構造）の設計の自由度を高めることが可能である。
【００８９】
なお、移動ブロック１のストローク全域において移動ブロック１の転がり抵抗を低減できる点、ボールの転動中の振動が抑制できる点、ボール転動溝の表面凹凸による転がり抵抗を低減できる点は、永久磁石６を用いた場合と同様に、本実施例においても効果として得ることができる。
【００９０】
次に、図１６には、移動ブロック１の軌道レール３を挟んで両側の袖部１ａに１枚ずつのエレクトレット素子８を備えるのでなく、両側の袖部１ａにそれぞれ４枚の略正方形のエレクトレット素子８を、異なる極が交互に表面に現れるように並べる例について示す。これにより、各々エレクトレット素子８からの電界がエレクトレット素子８及び誘電体部９の近傍に集中して分布するようにでき、外部に洩れることを抑制することができる。
【００９１】
以下、エレクトレット素子８と誘電体部９との間に発生する吸引力について考察する。ここで、図１６に示したように、移動ブロック１を挟んで両側の袖部１ａにそれぞれ４枚のエレクトレット素子８を並べる例について考える。例えばエレクトレット素子の大きさを５ｍｍ×４ｍｍとし、エレクトレット素子８と誘電体部９との距離を図１６（Ｃ）に示すように０．２ｍｍと仮定する。また、エレクトレット素子８は、１０００Ｖ程度の電位を有していると仮定する。
【００９２】
上記の場合、エレクトレット素子８と誘電体部９との間の静電容量Ｃは以下の式（１）のように表すことができる。
Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ・・・・・（１）
ここで、εは空気中の誘電率である。また、Ｓはエレクトレット素子８の面積、ｄは、エレクトレット素子８と誘電体部９の間の距離である。
空気中の誘電率は真空の誘電率と略等しいのでε＝８．８５×１０−１２とすると、そうすると、上記静電容量Ｃの値は、式（２）で示す値となる。
Ｃ＝８．８５×１０−１２×４×５×１０−６／０．２×１０−３
＝０．８８５（ｐＦ）・・・・・（２）
従って、合計８個のエレクトレット素子８と誘電体部９との間における静電容量であるＣtotalは、式（３）で示す値となる。
Ｃtotal＝８×Ｃ＝７．０８（ｐＦ）・・・・（３）
となる。
そうすると、合計８個のエレクトレット素子８と誘電体部９との間に蓄えられる電荷Ｑは以下の式（４）で示される値となる。
Ｑ＝Ｃtotal・Ｖ＝７．０８×１０−１２×１０００＝７０８０（ｐＣ）・・（４
）
仮に、式（４）で表すＱの電荷が点電荷とした場合に、エレクトレット素子８と誘電体部９に働く吸引力ｆはクーロンの法則より、式（５）で示す値となる。
ｆ＝１／（４πε）×Ｑ２／ｄ２＝１１．３（Ｎ）・・・・・（５）
【００９３】
因みに、永久磁石６と磁性体部７との間の吸引力で予圧を発生させた場合には、吸引力は以下のようになる。
【表１】
2010255838.tif 000003
従って、本実施例においても永久磁石６を用いた場合と遜色のない吸引力を得ることが可能となる。
【００９４】
なお、本実施例において、エレクトレット素子８と誘電体部９とは、非接触力発生手段を構成する。そして、エレクトレット素子８と誘電体部９とは非接触力発生手段において互いに離間した２部材に相当する。さらに、エレクトレット素子８と誘電体部９との間に発生する吸引力は本実施例において非接触力である。
【００９５】
また、本実施例において、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示した構成と同様に、エレクトレット素子８を、移動ブロック１において、移動ブロック１の位置に拘らず、ケージ４と複数のボール５とが、移動ブロック１と軌道レール３との間に存在する領域にのみ設けるようにしてもよい。
【００９６】
そうすれば、エレクトレット素子８と誘電体部９との間に吸引力が作用したとしても移動ブロック１にモーメントが生じることを抑制でき、移動ブロック１が軌道レール３に対して傾き、移動抵抗が増加することを抑制できる。その結果、移動抵抗の不安定な変化を除去することができ、移動ブロック１の位置に拘らず、移動抵抗の値をより安定させることが可能となる。
【００９７】
また、本実施例において、エレクトレット素子が軌道レール３側に備えられ、誘電体部が移動ブロック１側に備えられてもよいことは当然である。また、本実施例においては、誘電体部の代わりに、エレクトレット素子と逆極性に帯電されたエレクトレット素子を用いてもよい。
【実施例１０】
【００９８】
次に、エレクトレット素子を用いて予圧を発生させる例であって、エレクトレット素子または、エレクトレット素子と誘電体部とを多層構造とした例について説明する。
【００９９】
図１７には、本実施例における運動案内装置を示す。図１７（Ａ）は移動ブロック１の進行方向から見た正面図、図１７（Ｂ）は移動ブロック１の進行方向に垂直な方向（図１７（Ａ）中の矢印方向）から見た側面図である。図１７（Ａ）においては、常時帯電部材としての平板状のエレクトレット素子８ａ〜８ｄが、平板表面が移動ブロック１の進行方
向に垂直且つ水平方向（図１７（Ａ）中の矢印方向）を向くような姿勢で移動ブロック１に固定されている。本実施例ではエレクトレット素子８ａ〜８ｄは＋にのみ帯電されている。
【０１００】
また、軌道レール３は水平板１０に固定されている。この水平板１０は磁性体で形成されていてもよいし誘電体で形成されていてもよい。水平板１０には、アクリル樹脂で形成された帯電部材としての誘電体部９ａ〜９ｄが固定されている。この誘電体部９ａ〜９ｄは、移動ブロック１の各々の袖部１ａの下方においてエレクトレット素子８ａ〜８ｄと平行に交互に並ぶように配置されている。そして、図中鉛直方向に関しては、エレクトレット素子８ａ〜８ｄと誘電体部９ａ〜９ｄとは、部分的に重なった状態となっている。
【０１０１】
この場合、エレクトレット素子８ａ〜８ｄに帯電した正電荷によって、誘電体部９ａ〜９ｄには負電荷が誘起され負極側に帯電する。そして、エレクトレット素子８ａ〜８ｄと誘電体部９ａ〜９ｄとの間には、より大きな面積で重なる方向への吸引力が発生する。これにより、移動ブロック１に対する図中鉛直下向き（水平板１０方向）への予圧が発生する。これによれば、複数のエレクトレット素子と複数の誘電体部との間に発生する吸引力を予圧に利用することができるので、より強い予圧を得ることが可能となる。
【０１０２】
なお、本実施例において、エレクトレット素子８ａ〜８ｄと誘電体部９ａ〜９ｄとは、非接触力発生手段を構成する。そして、エレクトレット素子８ａ〜８ｄの各々と誘電体部９ａ〜９ｄの各々とは非接触力発生手段において互いに離間した２部材に相当する。さらに、エレクトレット素子８ａ〜８ｄと誘電体部９ａ〜９ｄとの間に発生する吸引力は本実施例において非接触力である。
【０１０３】
次に、図１８には、エレクトレット素子を多層にして利用する例であって、誘電体部を用いず、エレクトレット素子のみで予圧を発生させる例について示す。図１８（Ａ）は移動ブロック１の進行方向から見た正面図、図１８（Ｂ）は移動ブロック１の進行方向に垂直な方向（図１７（Ａ）中の矢印方向）から見たａ−ａ断面図である。図１８（Ａ）においては、常時帯電部材としての平板状のエレクトレット素子８ｅ〜８ｈが、その平板表面が移動ブロック１の進行方向に垂直且つ図中鉛直方向を向くような姿勢で移動ブロック１に固定されている。本実施例ではエレクトレット素子８ｅ及び８ｇは＋にのみ帯電されており、エレクトレット素子８ｆ及び８ｈは−にのみ帯電されている。
【０１０４】
また、軌道レール３には、帯電部材としての平板状のエレクトレット素子８ｉ〜８ｌがその平板表面が移動ブロック１の進行方向に垂直且つ図中鉛直方向を向くような姿勢で固定されている。そして、エレクトレット素子８ｉ〜８ｌは、移動ブロック１の各々の袖部１ａの下方においてエレクトレット素子８ｅ〜８ｈと平行に交互に並ぶように配置されている。
【０１０５】
この場合、まず、移動ブロック１側のエレクトレット素子８ｅ及び８ｇと、軌道レール３側のエレクトレット素子８ｉ及び８ｋとの間には吸引力が働く。また、軌道レール３側のエレクトレット素子８ｉ及び８ｋと移動ブロック１側のエレクトレット素子８ｆ及び８ｈとの間には、反発力が働く。さらに、移動ブロック１側のエレクトレット素子８ｆ及び８ｈと、軌道レール３側のエレクトレット素子８ｊ及び８ｌとの間には吸引力が働く。これらの非接触力は全て、移動ブロック１を図中鉛直下方向（水平板１０の方向）に働くので、移動ブロック１を図中鉛直下方向（水平板１０の方向）に吸引する方向の予圧を得ることが可能となる。このような構成によっても、複数のエレクトレット素子と複数のエレクトレット素子との間に発生する吸引力及び反発力を予圧に利用することができるので、より強い予圧を得ることが可能となる。
【０１０６】
なお、図１７に示した例において、誘電体部９ａ〜９ｄの代わりに、負極に帯電されたエレクトレット素子を用いてもよいことは当然である。
【０１０７】
なお、上記の実施例において誘電体部はアクリル樹脂により形成されることとしたが、本発明における誘電体部の材質はアクリル樹脂には限られない。他の種類の樹脂材料、ガラス、雲母などを利用可能である。また、エレクトレット素子または、エレクトレット素子と誘電体部とを多層構造とした場合の層数は上記の実施例のものに限られない。層数を増やすことでより強い予圧を得ることが可能となる。
【０１０８】
なお、本実施例において、エレクトレット素子８ｅ〜８ｈとエレクトレット素子８ｉ〜８ｌとは、非接触力発生手段を構成する。そして、エレクトレット素子８ｅ〜８ｈの各々とエレクトレット素子８ｉ〜８ｌの各々とは非接触力発生手段において互いに離間した２部材に相当する。さらに、エレクトレット素子８ｅ〜８ｈとエレクトレット素子８ｉ〜８ｌとの間に発生する吸引力または反発力は本実施例において非接触力である。
【０１０９】
また、本実施例において、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示した構成と同様に、エレクトレット素子を、移動ブロック１において、移動ブロック１の位置に拘らず、ケージ４と複数のボール５とが、移動ブロック１と軌道レール３との間に存在する領域にのみ設けるようにしてもよい。
【０１１０】
そうすれば、エレクトレット素子と誘電体部またはエレクトレット素子との間に吸引力または反発力が作用したとしても移動ブロック１にモーメントが生じることを抑制でき、移動ブロック１が軌道レール３に対して傾き、移動抵抗が増加することを抑制できる。その結果、移動抵抗の不安定な変化を除去することができ、移動ブロック１の位置に拘らず、移動抵抗の値をより安定させることが可能となる。
【０１１１】
また、本実施例において、エレクトレット素子と誘電体部との間に吸引力を発生させる場合には、エレクトレット素子が軌道レール３側に備えられ、誘電体部が移動ブロック１側に備えられてもよいことは当然である。
【０１１２】
なお、上記の実施例においては、運動案内装置が直線運動案内装置である例について説明したが、本発明が適用される運動案内装置は直線運動案内装置に限られない。移動ブロックが曲線状に運動する装置にも適用可能である。また、上記の実施例では転動体としてボールを用いた例について説明したが、転動体としてローラを用いてもよいことは当然である。
【０１１３】
さらに、実施例６で例示した発明以外の本発明は、転動体が移動体内を循環する無限循環路を有するタイプと、転動体の無限循環路を有しないタイプの両方の運動案内装置に適用が可能である。なお、無限循環路を有するタイプでは、非接触力発生手段を構成する２部材を、ボールが移動ブロックと軌道レールとの間に存在する領域にのみ設ければ、移動ブロックのモーメントが生じることを抑制することができる。また、上記の実施例においては、運動案内装置が直動システムである例について説明したが、本発明はボールスプラインなど、直動システム以外の運動案内装置にも適用が可能である。ボールスプラインに本発明を適用する場合には、外筒（移動体）とスプライン軸（案内部材）との間の回転方向の予圧に対して適用してもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１  移動ブロック、１ｂ・１ｃ  ボール転走溝、３  軌道レール、３ｂ・３ｃ  ボール転走溝、４  ケージ、５  ボール、６  永久磁石、６ａ  コア、６ｂ  プラスチック板、７  磁性体部、８  エレクトレット素子、９  誘電体部、１０  水平板、１１  移動ブロ
ック、１１ｂ  ボール転走溝、１３  軌道レール、１３ｂ  ボール転走溝、１５  ボール、１６  永久磁石、１７  磁性体部、  ２１  移動ブロック、２１ｂ  ボール転走溝、２３  軌道レール、２３ｂ  ボール転走溝、２５  ボール、２６  永久磁石、２７  磁性体部、２１０ａ・２１０ｂ  転動補助レール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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